雙頻單饋天線和雙頻MiMo天線的製作方法
2023-04-27 01:42:21
雙頻單饋天線和雙頻MiMo天線的製作方法
【專利摘要】本實用新型適用於天線技術，提供了一種雙頻單饋天線，其設置於介質基板，所述介質基板立置於金屬底板，包括：呈「T」形的振子，設置於所述第一表面，所述振子的縱向一端靠近所述介質基板的第一邊用於饋電；設置於所述第一表面的諧振杆，所述諧振杆包括第一諧振杆和第二諧振杆，第一諧振杆和第二諧振杆分別設置於所述振子的橫向兩側並相對所述振子的縱軸線對稱；呈「m」形的接地部，所述接地部縱向的一端與所述介質基板的第一邊接觸。通過振子靠近金屬底板的一端就可以為工作在頻段和工作做第二頻段的諧振杆實現饋電，其該雙頻單饋天線是布設在同一介質基板，結構簡單，提高了生產效率，同時提高了無線覆蓋性能。此外，還提供了一種雙頻MiMo天線。
【專利說明】雙頻單饋天線和雙頻M i Mo天線
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於天線領域,尤其涉及一種雙頻單饋天線和雙頻MiMo天線。
【背景技術】
[0002]隨著時代的進步，人們對無線上網的需求越來越大，要求也越來越多。如在辦公室，商務酒店等地高速的WIFI (無線區域網)上網，這就需要優良的吸頂天線提供優良的信號來覆蓋，才能向用戶提供高速、高質量的上網體驗。在目前的市場上支持5.8GHz的終端越來越多，2.4GHz/5.8GHz雙頻段的WIFI成為主流。
[0003]另外，市場上MiMo (Multiple Input Multiple Output,多輸入多輸出)吸頂天線都是採用金屬輻射體和金屬底板的設計，也就是運用單極子與接地底板的天線設計原理。通常天線內部把3個2.4GHz單極子天線與3個5.SGHz單極子天線分成上下兩層，上層布局是3個同極化的5.SGHz單極子天線且須在天線之間立起金屬隔離板以增加天線間的隔離度，而下層採用與上層一樣方式布局是3個同極化的2.4GHz單極子天線。此布局特點就是同一層單個天線方向圖只覆蓋120度，而3個天線方向圖疊加一起就是360度以達到全向天線。優點就是可以增加單個天線最大增益提高信號的覆蓋範圍；缺點就是3個天線是同極化且距離太近就必須增加金屬隔離板使結構變得複雜，而且金屬隔離板對天線輻射能量有較大吸收使天線效率提高比較困難。
[0004]從MiMo技術角度分析，此設計與MiMo運用多個天線同時收發傳輸信號以提高無線傳輸速度的理念相衝突，因為對於接收客戶端在一個方向只能接收同頻率的其中I個天線的信號；而另外，2個天線的信號由於方向圖受同極化影響及金屬隔離板阻擋是難以接收到的；同時，在結構設計上，市場上雙頻MiMo天線其2.4GHz和5.8GHz的饋線是分開的，增加天線的加工設計難度，不易於批量生產。
[0005]因此，目前雙頻段的吸頂天線採用的都是雙頻雙饋形式，在生產及其室內的無線覆蓋布局中帶來極大的不便。
實用新型內容
[0006]本實用新型實施例的目的在於提供一種單饋式的雙頻單饋天線，旨在解決傳統的雙饋式雙頻單饋天線結構複雜、生產效率低，及其無線覆蓋性能差的問題。
[0007]本實用新型提供的一種雙頻單饋天線，設置於介質基板，所述介質基板立置於金屬底板，所述介質基板包括第一表面和與所述第一表面相對的第二表面，所述雙頻單饋天線包括:
[0008]振子，呈「T」形，設置於所述第一表面，所述振子的縱向一端靠近所述介質基板的第一邊用於饋電，且所述介質基板的第一邊固定於所述金屬底板；
[0009]諧振杆，設置於所述第一表面，所述諧振杆包括第一諧振杆和第二諧振杆，第一諧振杆和第二諧振杆分別設置於所述振子的橫向兩側並相對所述振子的縱軸線對稱；
[0010]接地部，呈「m」形，設置於所述第二表面，所述接地部縱向的一端與所述介質基板的第一邊接觸。
[0011]進一步地，所述振子包括第一輻射部和第二輻射部，所述第一輻射部和第二輻射部呈矩形並縱向同軸相耦接，所述第一輻射部的橫向寬度大於第二輻射部的橫向寬度，所述第二輻射部未與所述第一輻射部耦接的一端靠近所述介質基板的第一邊。
[0012]進一步地，所述第一輻射部的縱向長度與所述第二輻射部的縱向長度相等，所述振子的縱向長度值對應第一頻率的二分之一波長。
[0013]進一步地，所述第一諧振杆和第二諧振杆呈條形，並與所述振子的縱軸線平行設置，所述第一諧振杆和第二諧振杆的中點連線的中點接近所述振子的幾何中心。
[0014]進一步地，所述第一諧振杆和第二諧振杆與所述第一輻射部的橫向距離為I?3毫米，所述第一諧振杆和第二諧振杆與所述第二輻射部的橫向距離為5?7毫米。
[0015]進一步地，所述第一諧振杆和第二諧振杆的縱向長度值相等並對應第二頻率的四分之一波長。
[0016]進一步地，所述接地部的縱軸線與所述振子的縱軸線在同一平面。
[0017]進一步地，所述接地部與所述介質基板的第一邊相對的邊為第一邊線，所述第一輻射部和第二輻射部相耦接的邊為第二邊線，所述第一邊線在垂直所述第一表面的投影與所述第二邊線重合。
[0018]進一步地，所述接地部包括呈矩形的連接部、第一直角彎臂和第二直角彎臂；
[0019]所述第一直角彎臂和所述第二直角彎臂均包括相互垂直的第一邊和第二邊，所述連接部的一端與所述介質基板的第一邊接觸，所述連接部的另一端分別與所述第一直角彎臂的第一邊、所述第二直角彎臂的第一邊相耦接，所述第一直角彎臂的第二邊、所述第二直角彎臂的第二邊相對所述連接部對稱並相互平行。
[0020]進一步地，所述第一直角彎臂和第二直角彎臂的展開長度值相等，且對應第一頻段的四分之一波長。
[0021]上述雙頻單饋天線通過振子靠近金屬底板的一端就可以為工作在頻段和工作做第二頻段的諧振杆實現饋電，其該雙頻單饋天線是布設在同一介質基板，結構簡單，為生產帶來了便利，提高了生產效率，同時提高了無線覆蓋性能。
[0022]此外，還提供了一種雙頻MiMo天線，其包括金屬底板和立置於所述金屬底板的介質基板，所述介質基板上設有上述的雙頻單饋天線，所述介質基板為至少兩塊，多個設有所述雙頻單饋天線的介質基板垂直設在所述金屬底板上，多個所述介質基板與所述金屬底板連接的邊為連接邊，所有的所述連接邊的延長線的相交點在同一點，且相鄰的所述連接邊的延長線的夾角角度相等。
[0023]上述雙頻MiMo天線通過將設置有上述的雙頻單饋天線的基板均勻並呈圓形圍設在底板上，不需要另外的底板作為同極化天線間的間隔，也降低了底板對天線輻射能量的影響，提高了 MiMo天線的性能，另外振子靠近金屬底板的一端就可以為工作在第一頻率的振子和工作做第二頻率的諧振杆實現饋電，其該雙頻單饋天線是布設在同一介質基板，結構簡單，為生產帶來了便利，提高了生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型實施例提供的雙頻單饋天線第一表面結構示意圖；[0025]圖2為本實用新型實施例提供的雙頻單饋天線第二表面結構示意圖；
[0026]圖3為本實用新型實施例提供的雙頻單饋天線的2.4GHz電壓駐波比仿真圖；
[0027]圖4為本實用新型實施例提供的雙頻單饋天線的2.45GHz方向圖；
[0028]圖5為本實用新型實施例提供的雙頻單饋天線的5.8GHz電壓駐波比仿真圖；
[0029]圖6為本實用新型實施例提供的雙頻單饋天線的5.8GHz方向圖；
[0030]圖7為本實用新型實施例提供的雙頻MiMo天線結構示意圖；
[0031]圖8為本實用新型實施例提供的雙頻MiMo天線的2.4GHz電壓駐波比仿真圖；
[0032]圖9為本實用新型實施例提供的雙頻MiMo天線的5.8GHz電壓駐波比仿真圖；
[0033]圖10為本實用新型實施例提供的雙頻MiMo天線2.45GHz方向圖；
[0034]圖11為本實用新型實施例提供的雙頻MiMo天線5.8GHz方向圖。
【具體實施方式】
[0035]為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具帶實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0036]圖1和圖2分別示出了一優選實施例提供的設有雙頻單饋天線的介質基板的第一表面結構示意圖和第二表面的示意圖。以下，將以雙頻單饋天線的第一頻段的頻率為
2.4GHz-2.5GHz，第二頻段的頻率為5.725GHz-5.85GHz為例說明具體實施例。
[0037]雙頻單饋天線設置於介質基板10，介質基板10立置於金屬底板20，介質基板10包括第一表面和與第一表面相對的第二表面。雙頻單饋天線包括振子110、諧振杆120、接地部130。
[0038]參考圖1，振子110呈「T」形，並設置於介質基板10的第一表面，振子110的縱向一端靠近介質基板10的第一邊12用於饋電,且介質基板10的第一邊12固定於金屬底板20，振子110的縱向一端即圖1示出的振子110的底部用於與外部電路連接，作為本實用新型提供的雙頻單饋天線的饋電點。而更具體地，設置有雙頻單饋天線的介質基板10立置在金屬底板20後，振子110呈「T」形的底部一端與金屬底板20相對並且是以一縫隙相隔。符合天線的設計與原理，使得天線的饋電點與地相隔，可以調節天線的阻抗匹配，使天線的駐波更好，提高天線的輻射性能。
[0039]進一步地，在一個實施例中，振子110包括第一輻射部112和第二輻射部114，第一輻射部112和第二輻射部114呈矩形並縱向同軸相耦接，第一輻射部112的橫向寬度大於第二輻射部114的橫向寬度。第二輻射部114未與第一輻射部112耦接的一端作為上述的饋電點，即第二輻射部114遠離第一輻射部112的一端靠近介質基板10的第一邊12。第二福射部114饋電至第一福射部112,實現天線在第一福射頻率的定向福射設計,提高了天線在第一輻射頻率的輻射性能。
[0040]進一步地，第一輻射部112的縱向長度與第二輻射部114的縱向長度相等，振子110的縱向長度值對應第一頻率的二分之一波長，振子110為單極子。
[0041]振子110作為第一頻率的輻射天線體，可以提供2.4GHZ-2.5GHz範圍的無線信號。圖3展示的是振子110可以和外部電路形成良好的匹配，外部電路的能量可以最有效的傳輸到天線上。圖4展示的是本發明天線向周圍空間輻射的能量方向圖，受環境影響，天線方向性會受一定程度影響，但整體比較全向。
[0042]參考圖1，諧振杆120設置於第一表面，諧振杆120包括第一諧振杆122和第二諧振杆124,第一諧振杆122和第二諧振杆124分別設置于振子110的橫向兩側並相對振子110的縱軸線對稱。進一步地，第一諧振杆122和第二諧振杆124呈條形，並與振子110的縱軸線平行設置，第一諧振杆122和第二諧振杆124的中點連線的中點接近振子110的幾何中心,優選地,第一諧振杆122和第二諧振杆124的中點連線的中點和振子110的幾何中心重合。第一諧振杆122和第二諧振杆124，從而使兩個諧振杆的諧振頻率的輻射方向性一致。
[0043]具體地，第一諧振杆122和第二諧振杆124與第一輻射部112的橫向距離為I?3毫米，優選為2毫米；第一諧振杆122和第二諧振杆124與第二輻射部114的橫向距離為5?7毫米，優選為4毫米。可以達到阻抗匹配的目的，使天線回波損耗更小，提高天線的輻射性能。
[0044]更具體地，第一諧振杆122和第二諧振杆124的縱向長度值相等並對應第二頻率的四分之一波長。諧振杆120作為第二頻率的輻射天線體，可以提供5.725GHz-5.85GHz範圍的無線信號。圖5展示的是振子110可以和外部電路形成良好的匹配，外部電路的能量可以最有效的傳輸到天線上。圖6展示的是本發明天線向周圍空間輻射的能量方向圖，受環境影響，天線方向性會受一定程度影響，但整體比較全向。
[0045]參見圖2，接地部130呈「m」形，接地部130設置於介質基板10的第二表面，接地部130縱向的一端與介質基板10的第一邊12接觸，本實施例中，即圖2示出的「m」形接地部130的底部為縱向的一端，可使得接地部130與金屬底板20實現電連接。在其中一個實施例中，接地部130的縱軸線與振子110的縱軸線在同一平面，特別地，該平面垂直於介質基板10。
[0046]進一步地，接地部130與介質基板10的第一邊12相對的邊為第一邊線，第一輻射部112和第二輻射部114相耦接的邊為第二邊線，第一邊線在垂直第一表面的投影與第二邊線重合。本實施例中，即圖2示出的「m」形接地部130中遠離金屬底板20的一邊和圖1示出的第一輻射部112中靠近金屬底板20的一邊在同一平面，以使得阻抗匹配得更好，提高天線的福射性能。
[0047]更進一步地，接地部130包括呈矩形的連接部131、第一直角彎臂132和第二直角彎臂133。具體地，第一直角彎臂132和第二直角彎臂133的展開長度值相等且對應第一頻段的四分之一波長。
[0048]第一直角彎臂132和第二直角彎臂133均包括相互垂直的第一邊和第二邊，連接部131的一端與介質基板10的第一邊12接觸，即上述的圖2示出的「m」形接地部130的底部可與金屬基板電連接；連接部131的另一端分別與第一直角彎臂132的第一邊、第二直角彎臂133的第一邊相耦接，本實施例中，第一直角彎臂132的第二邊、第二直角彎臂133的第二邊相對連接部131對稱並相互平行，回波損耗更小，以使得阻抗匹配得更好，提高天線的輻射性能。
[0049]上述雙頻單饋天線通過振子110靠近金屬底板30的一端就可以為工作在頻段和工作做第二頻段的諧振杆120實現饋電，其該雙頻單饋天線是布設在同一介質基板10，結構簡單，為生產帶來了便利，提高了生產效率，同時提高了無線覆蓋性能。[0050]如圖7所示,為一實施例中的雙頻MiMo天線,本實用型新提供的雙頻MiMo天線包括金屬底板30和立置於金屬底板30的介質基板10，介質基板10上設有上述雙頻單饋天線，介質基板10為至少兩塊，多個設有雙頻單饋天線的介質基板10垂直設在金屬底板30上，更具體是介質基板10呈圓形圍在金屬底板30上，多個介質基板10與金屬底板30連接的邊為連接邊，所有的連接邊的延長線的相交點在同一點，即圓形的圓心0，且相鄰的連接邊的延長線的夾角角度相等。
[0051]圖7示出的是3塊介質基板10設置在金屬底板30上，3塊介質基板10的連接邊的延長線的夾角角度均為120度。
[0052]圖8和圖9分別展示的是雙頻MiMo天線可以和外部電路形成良好的匹配，外部電路的能量可以最有效的傳輸到天線上。圖10和圖11展示的是本發明雙頻MiMo天線向周圍空間輻射的能量方向圖，受環境影響，天線方向性會受一定程度影響，但整體比較全向。
[0053]上述雙頻MiMo天線通過將設置有上述的雙頻單饋天線的基板均勻並呈圓形圍設在底板上，不需要另外的底板作為同極化天線間的間隔，也降低了底板對天線輻射能量的影響，提高了 MiMo天線的性能，另外振子110靠近金屬底板30的一端就可以為工作在第一頻率的振子110和工作在第二頻率的諧振杆120實現饋電，其該雙頻單饋天線是布設在同一介質基板10，結構簡單，為生產帶來了便利，提高了生產效率。
[0054]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種雙頻單饋天線，設置於介質基板，所述介質基板立置於金屬底板上，所述介質基板包括第一表面和與所述第一表面相對的第二表面，其特徵在於，所述雙頻單饋天線包括: 振子，呈「T」形，設置於所述第一表面，所述振子的縱向一端靠近所述介質基板的第一邊用於饋電，且所述介質基板的第一邊固定於所述金屬底板； 諧振杆，設置於所述第一表面，所述諧振杆包括第一諧振杆和第二諧振杆，第一諧振杆和第二諧振杆分別設置於所述振子的橫向兩側並相對所述振子的縱軸線對稱； 接地部，呈「m」形，設置於所述第二表面，所述接地部縱向的一端與所述介質基板的第一邊接觸。
2.如權利要求1所述的雙頻單饋天線，其特徵在於，所述振子包括第一輻射部和第二輻射部，所述第一輻射部和第二輻射部呈矩形並縱向同軸相耦接，所述第一輻射部的橫向寬度大於第二輻射部的橫向寬度，所述第二輻射部未與所述第一輻射部耦接的一端靠近所述介質基板的第一邊。
3.如權利要求2所述的雙頻單饋天線，其特徵在於，所述第一輻射部的縱向長度與所述第二福射部的縱向長度相等，所述振子的縱向長度值對應第一頻率的二分之一波長。
4.如權利要求1、2或3所述的雙頻單饋天線，其特徵在於，所述第一諧振杆和第二諧振杆呈條形，並與 所述振子的縱軸線平行設置，所述第一諧振杆和第二諧振杆的中點連線的中點接近所述振子的幾何中心。
5.如權利要求2或3所述的雙頻單饋天線，其特徵在於，所述第一諧振杆和第二諧振杆與所述第一輻射部的橫向距離為I~3毫米，所述第一諧振杆和第二諧振杆與所述第二輻射部的橫向距離為5~7毫米。
6.如權利要求1或2所述的雙頻單饋天線，其特徵在於，所述第一諧振杆和第二諧振杆的縱向長度值相等並對應第二頻率的四分之一波長。
7.如權利要求1所述的雙頻單饋天線，其特徵在於，所述接地部的縱軸線與所述振子的縱軸線在同一平面。
8.如權利要求2所述的雙頻單饋天線,其特徵在於,所述接地部與所述介質基板的第一邊相對的邊為第一邊線，所述第一輻射部和第二輻射部相耦接的邊為第二邊線，所述第一邊線在垂直所述第一表面的投影與所述第二邊線重合。
9.如權利要求1、7或8所述的雙頻單饋天線，其特徵在於，所述接地部包括呈矩形的連接部、第一直角彎臂和第二直角彎臂； 所述第一直角彎臂和所述第二直角彎臂均包括相互垂直的第一邊和第二邊，所述連接部的一端與所述介質基板的第一邊接觸，所述連接部的另一端分別與所述第一直角彎臂的第一邊、所述第二直角彎臂的第一邊相耦接，所述第一直角彎臂的第二邊、所述第二直角彎臂的第二邊相對所述連接部對稱並相互平行。
10.如權利要求9所述的雙頻單饋天線，其特徵在於，所述第一直角彎臂和第二直角彎臂的展開長度值相等，且對應第一頻段的四分之一波長。
11.一種雙頻MiMo天線，包括金屬底板和立置於所述金屬底板的介質基板，其特徵在於，所述介質基板上設有權利要求1至10任一項所述的雙頻單饋天線，所述介質基板為至少兩塊，多個設有所述雙頻單饋天線的介質基板垂直設在所述金屬底板上，多個所述介質基板與所述金屬底板連接的邊為連接邊，所有的所述連接邊的延長線的相交點在同一點，且相鄰的所述連接邊的延長線 的夾角角度相等。
【文檔編號】H01Q5/10GK203589203SQ201320590614
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】不公告發明人 申請人:深圳光啟創新技術有限公司